RU1775053C

RU1775053C - Ac voltage switching device for several loads

Info

Publication number: RU1775053C
Application number: SU914909314A
Authority: RU
Inventors: Виктор Семенович Залкин; Владимир Иосифович Косолапов
Original assignee: Кооператив "Стэлма"
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1992-11-07

Abstract

Использование: в силовых коммутационных устройствах, регул торах и стабилизаторах переменного напр жени и тока. Сущность изобретени : в устройство дл коммутации переменного напр жени неs LooJ скольких нагрузок, содержащее входные выводы 1, 2, 3 и общий вывод 4 дл подключени нагрузок, симисторы 7. 8, 9 по числу входных выводов, элемент 10 определени нулевых значений тока, генератор 11 нулевых отметок, блок 12 запуска, блок 13 управлени коммутацией, оптронные ключи 14,15,16 по числу симисторов и источник 24 питани посто нного напр жени , введены датчики 18,19,20 напр жени с порогом ера - батывани , дополнительные оптронные ключи 21,22, 23 по числу симисторов и транзисторный ключ 17, что позвол ет повысить надежность при работе с индуктивно св занными нагрузками. 1 ил Ј | ч ел о ел W соUsage: in power switching devices, regulators and stabilizers of alternating voltage and current. The inventive device for switching AC voltage has no LooJ how many loads, containing input terminals 1, 2, 3 and a common terminal 4 for connecting loads, triacs 7. 8, 9 by the number of input terminals, element 10 for determining zero current values, generator 11 zero marks, start-up block 12, switching control block 13, optocouplers 14,15,16 according to the number of triacs and a constant voltage power supply 24, voltage sensors 18,19,20 were introduced with the EPA-batting threshold, additional optocouplers 21.22, 23 by the number of triacs and tr anzistor key 17, which allows to increase reliability when working with inductively coupled loads. 1 silt Ј | W o o W o

Description

Изобретение относитс к области управлени электрическими аппаратами переменного тока и может быть использовано в силовых коммутационных устройствах, в гом числе регул торах и стабилизаторах переменного напр жени и тока и т д.The invention relates to the field of control of electrical apparatuses of alternating current and can be used in power switching devices, including a number of regulators and stabilizers of alternating voltage and current, etc.

Известно устройство дл коммутации напр жени переменного тока дл нескольких нагрузок, содержащее по одному симистору в цепи каждой нагрузки и трансформатор тока в общей цепи нагрузок, гене- ратор управл ющих импульсов, соединенный входом со вторичной обмоткой трансформатора тока через элемент оп- ределени нулевых значений тока, а выходом - с распределителем импульсов, отличающийс тем, что с целью повышени надежности, в него введен согласующий трансформатор, первична обмотка которого соединена с выходными выводами генератора управл ющих импульсов, а выходна обмотка через электронные ключи , снабженные логической схемой управлени , соединена с управл ющими цеп ми симисторов.A device for switching AC voltage for multiple loads, containing one triac in each load circuit and a current transformer in the common load circuit, a control pulse generator connected to the input of the secondary winding of the current transformer through an element for determining zero current values and the output - with a pulse distributor, characterized in that in order to increase reliability, a matching transformer is inserted into it, the primary winding of which is connected to the output terminals of the generator ravl constituent pulses and the output winding through the electronic key provided with a control logic, coupled with the control chains triacs.

Описанное устройство удовлетворительно работает на независимые друг от друга нагрузки, однако, надежность его работы резко падает при работе на индуктивно св занные нагрузки, например на отводы обмотки силового трансформатора.The described device satisfactorily operates on independent loads, however, its reliability drops sharply when working on inductively coupled loads, for example, on the leads of a winding of a power transformer.

Наличие напр жени между симистора- ми приводит к по влению токов короткого замыкани при одновременном отпирании болае чем одного симистора. Отсутствие защиты от одновременного отпирани симисторов делает возможным возникновение такого аварийного режима в результате случайной помехи, Веро тность возникновени такого режима возрастает за счет погрешности в определении момента перехода тока через нуль, вызываемый фазовым сдвигом трансформатора тока.The presence of voltage between the triacs leads to the appearance of short circuit currents while unlocking more than one triac. The lack of protection against simultaneous unlocking of the triacs makes it possible to cause such an emergency mode as a result of accidental interference. The probability of such a mode increases due to an error in determining the instant when the current passes through zero caused by the phase shift of the current transformer.

Целью изобретени вл етс устранение указанных недостатков.The aim of the invention is to remedy these drawbacks.

Поставленна цель достигаетс тем, что элемент определени нулевых значений тока , например два встречно-параллельно включенных диода, включен в общую цепь нагрузок непосредственно, а не через трансформатор тока, а также тем, что в устройство введены датчики наличи напр жени , каждый из которых своими входами подключен между символическим катодом и символическим анодом соответствующего симистора, а последовательно соединенные выходные цепи этих датчиков соединены с цеп ми управлени симисторов таким образом, что блокируют управлени всемиThis goal is achieved by the fact that the element for determining zero current values, for example two counter-parallel connected diodes, is included in the common load circuit directly, and not through a current transformer, and also by the fact that voltage sensors are introduced into the device, each of which has its own the inputs are connected between the symbolic cathode and the symbolic anode of the corresponding triac, and the series-connected output circuits of these sensors are connected to the control circuits of the triacs in such a way that they block the and all

симисторами при отпирании любого из них.triacs when unlocking any of them.

Пример реализации предлагаемого устройства показан на рисунке.An example implementation of the proposed device is shown in the figure.

Устройство содержит входные выводыThe device contains input pins.

1, 2 и 3 и общий вывод 4, причем входные выводы соединены с нагрузками, которыми в данном примере служат отводы первичной обмотки силового трансформатора 5, начальный вывод обмотки трансформатора 5 соединен с одним из полюсов источника переменного напр жени 6, а второй полюс источника 6 соединен с общим выводом 4 предлагаемого устройства;1, 2 and 3 and the common terminal 4, the input terminals being connected to the loads, which in this example are the primary windings of the power transformer 5, the initial terminal of the transformer 5 is connected to one of the poles of the AC voltage source 6, and the second pole of the source 6 connected to the General conclusion 4 of the proposed device;

входные выводы 1, 2 и 3 соединены с символическими катодами симисторов 7, 8 и 9, символические аноды указанных симисторов объединены и, через элемент 10 определени нулевых значений тока,the input terminals 1, 2 and 3 are connected to the symbolic cathodes of the triacs 7, 8 and 9, the symbolic anodes of these triacs are combined and, through the element 10 for determining zero current values,

подключены к общему выводу 4 устройства;4 devices are connected to the general output;

генератор 11 нулевых отметок, входы которого соединены с выходами элемента 10 определени нулевых значений тока иa zero point generator 11, the inputs of which are connected to the outputs of the element 10 for determining zero current values and

блока запуска 12, а выход генератора 11 с синхронизирующим входом блока 13 управлени коммутацией;a start-up unit 12, and an output of a generator 11 with a clock input of a switching control unit 13;

оптронные ключи 14.15 и 16управлени симисторами, один из входных выводовoptical keys 14.15 and 16 control triacs, one of the input pins

каждого из которых соединены с соответствующим выходным выводом блока 13 управлени коммутаций, а вторые входные выводы объединены и соединены с коллектором транзисторного ключа 17, выходныеeach of which is connected to the corresponding output terminal of the switching control unit 13, and the second input terminals are combined and connected to the collector of the transistor switch 17, the output

выводы оптронных ключей 14, 15 и 16 соединены с символическим анодом и управл ющим электродом соответствующего симистора;the terminals of the optocouplers 14, 15 and 16 are connected to a symbolic anode and a control electrode of the corresponding triac;

датчики напр жени 18, 19 и 20 с порогом срабатывани , входы каждого из которых подключены между основными электродами соответствующего симистора, а выходы - с входными цеп ми дополнительных оптронных ключей 21, 22 и 23;voltage sensors 18, 19 and 20 with a threshold, the inputs of each of which are connected between the main electrodes of the corresponding triac, and the outputs are with input circuits of additional optocouplers 21, 22 and 23;

источник питани 24 посто нного напр жени , один из полюсов которого соединен с общим выводом блока 13 управлени коммутацией, а второй - с эмиттером транзисторного ключа 17, причем база этогоa constant voltage power supply 24, one of the poles of which is connected to the common terminal of the switching control unit 13, and the second to the emitter of the transistor switch 17, the base of which

транзисторного ключа соединена с общим выводом блока 13 управлени коммутацией через последовательно соединенные выходные цепи дополнительных оптронных ключей 21, 22 и 23 и токоограничивающийthe transistor switch is connected to the common output of the switching control unit 13 through series-connected output circuits of additional optocouplers 21, 22 and 23 and current-limiting

резистор 25. Резистор 26 служит дл отвода темнового тока оптронов и дл повышени надежности запирани транзистора 17. Блок запуска 12 вырабатывает инициирующий импульс, обеспечивающий отпирание требуемого симистора в начальный моментresistor 25. The resistor 26 serves to divert the dark current of the optocouplers and to increase the reliability of locking the transistor 17. The trigger unit 12 generates an initiating pulse, which unlocks the desired triac at the initial moment

работы устройства при включении напр жени питани источника 6.operation of the device when the supply voltage of the source 6 is turned on.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Цепь источника переменного напр жени 6 замкнута через обмотку силового трансформатора 5, элемент 10 и один из симисторов. В момент перехода тока через нуль открытый симистор запираетс , напр жение на элементе 10 мен ет знак, генератор 11 вырабатывает короткий синхроимпульс, который поступает на вход блока 13 управлени коммутацией и разрешает изменение состо ни его выходов.The alternating voltage source circuit 6 is closed through the winding of the power transformer 5, element 10 and one of the triacs. When the current passes through zero, the open triac is closed, the voltage on element 10 changes sign, the generator 11 generates a short clock pulse, which is fed to the input of the switching control unit 13 and allows the state of its outputs to change.

В момент окончани синхроимпульса один из выходов, определ емый требуемым алгоритмом работы устройство в зависимости от его конкретного назначени , приходит в активное состо ние и подключает один из оптронных ключей управлени си- мисторами, соответствующий активному выходу блока 13, к его общему полюсу. Однако , ток во входной цепи соответствующего оптронного ключа по витс только тогда, когда напр жение на всех симисторах устройства превысит порог срабатывани датчиков напр жени .At the time of the end of the clock pulse, one of the outputs, determined by the required algorithm of operation of the device, depending on its specific purpose, comes into active state and connects one of the optocoupler keys for controlling the systor, corresponding to the active output of block 13, to its common pole. However, the current in the input circuit of the corresponding optocoupler only starts when the voltage across all triacs of the device exceeds the threshold of the voltage sensors.

В этот момент выходной ток датчиков 18, 19 и 20 напр жени активиоует оптрон- кые ключи 21, 22 и 23, которые замыкают цепь базы транзистора 17 и тем самым отпирают его. При этом по вл етс ток через один из ключей управлени симистором, соответствующий активному выходу блока 13 управлени коммутацией, выходна цепь этого ключа замыкает символический анод соответствующего симистора с его управл ющим электродом и симистор включаетс .At this moment, the output current of the voltage sensors 18, 19 and 20 activates the optocoupler switches 21, 22 and 23, which close the base circuit of the transistor 17 and thereby unlock it. In this case, a current appears through one of the control keys of the triac corresponding to the active output of the switching control unit 13, the output circuit of this switch closes the symbolic anode of the corresponding triac with its control electrode and the triac turns on.

С этого момента и до конца полупериода напр жение на открытом симисторе остаетс меньше порога срабатывани датчика напр жени , что вызывает запирание соответствующего оптрона в цепи базы транзистора 17, и тем самым исключает возможность отпирани еще какого-либо сим-и- стора, кроме уже открытого, чем и достигаетс поставленна цель.From this moment until the end of the half-cycle, the voltage on the open triac remains less than the threshold of the voltage sensor, which causes the corresponding optocoupler to lock in the base circuit of the transistor 17, and thereby excludes the possibility of unlocking any other simistor except the already open and this is what the goal is achieved.

Claims

The claims

A device for switching alternating voltage of several loads, containing input terminals and a common terminal for connecting loads, triacs by the number of input terminals, element for determining zero current values, zero-point generator, trigger unit, switching control unit, optocouplers for the number of triacs and power supply a constant voltage, one of the terminals of which is connected to the common terminal of the switching control unit, the first power terminals of the triacs being connected to the corresponding input terminals for loads are connected, and the second terminals of the triac power circuits are combined, the input of the zero-point generator is connected to the outputs of the element for determining the zero current values and the trigger unit, and the output is connected to the synchronizing input of the switching control unit, each of the output terminals of which is connected to one of the input terminals of the corresponding optocoupler key, the output terminals of each of which are connected, respectively, with the anode and control electrode of the corresponding triac, characterized in that, in order to increase the reliability STI when working with inductively coupled loads sensors with a threshold voltage actuation introduced additional

optocouplers according to the number of triacs and a transistor switch, and the element for determining zero current values is non-reactive and the input circuit is connected between the combined second terminals of the power circuits of the triacs and a common terminal for connecting loads, while the emitter of the transistor switch is connected to another terminal of the constant voltage power supply , the collector with other input outputs of the main optocouplers combined, and the base with the common output of the switching control unit through series-connected output ie chain additional optocoupler

keys, the input circuits of which are connected to the outputs of the respective voltage sensors, the inputs connected between the main electrodes of the respective triacs.